CN109233306A - 一种沥青温拌改性再生剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青温拌改性再生剂及其制备方法，所述沥青温拌改性再生剂包括重量份如下的各组分：石油树脂4.0~6.0份，高沸点芳香族溶剂油50~80份，温拌剂3~15份，SEBS颗粒3~6份，相容剂0.1~1.5份，稳定剂0.5~2.5份，再生剂3~15份。本发明得到的复合温拌改性再生剂，可以使再生混合料旧料掺量提高到45%，且其路用性能可以达到SBS改性沥青混合料水平，且降低拌和温度30℃，具有良好的社会经济效益。

Description

一种沥青温拌改性再生剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种沥青温拌改性再生剂及其制备方法。

背景技术

沥青材料在各种自然因素(氧、光、热和水分等)的作用下，会发生老化，其物理和化学性质会发生变化，沥青变硬变脆，与集料的粘结性能变差，导致路面产生裂缝、松散、麻面等现象，路用性能也随之衰减。实际上，沥青路面的寿命只有10年左右。

截至2015年年底，全国公路通车总里程达457.73万公里。高速公路通车里程达12.35万公里，位居世界第一。从现在起全国每年有10％的沥青路面需要翻修，旧沥青层的废弃量将达到每年200万吨之巨。如能力日以利用，每年可节省材料费3亿元以上。而这个数字是以每年15％的速度增长的。10年以后，沥青路面大、中修产生的旧沥青混合料每年将超过1000万吨，届时如进行再生利用，每年可节约材料费15亿元。

沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分等方法处理后，与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例拌和后的混合料按一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。其中的再生剂对于沥青路面再生料的性能至关重要，一般分为乳化类和非乳化类两大类。乳化类与旧沥青冷拌再生，其再生料主要应用于路面中的低层位铺设。由于该再生剂本身含有水，不适合寒冷地区使用。非乳化类与旧沥青热拌再生，而热再生是目前世界上应用最为广泛的沥青路面再生方法，己经是一种成熟的技术。

大掺量的沥青热再生一般是通过加入再生剂使己老化沥青的化学组分发生“逆行”，沥青材料的性能指标得到恢复，混合料的路用性能得到改善。同时，沥青路面再生技术具备了经济、环保、节约能源等显著优点，许多国家己将沥青路面的再生要求作为一项基本的政策。我国的许多省份(天津、江苏、上海、广东、河北等)也己经或即将开始进行大规模的沥青路面再生，交通部也将于2008年7月份开始颁发《沥青路面再生应用技术规范》，沥青路面再生技术必将得到大规模的推广应用，即将需要大量的沥青再生剂。

但目前我国对于普通废旧沥青混合料利用率不高，且存在以下几点问题。

首先，普通废旧沥青混合料再生时，旧料掺加量较低。我国目前由于机械设备的限制，采用“间歇式”再生沥青混合料生产设备，旧料利用比例在20％左右，有一些单位也有利用30％的成功经验，但整体来讲旧料利用比例偏低。为了使用新矿料，需要炸山开矿，这也是对环境的破坏，且同时使用大量新沥青，也是对资金的浪费。

其次，而在传统的再生方法，新集料加热温度宜高出热拌合温度10℃～15℃，要达到175℃～185℃,过高的加热拌合温度不仅会消耗大量的能源，而且会造成严重的大气污染。如今，中国大气问题日益严重，各大城市均有严重的雾霾现象，这与现在社会绿色发展、可持续发展的理念相悖。

其他方面，普通废旧再生沥青混合料的低温性能和水稳定性较差，难以满足高等级路面要求。所以往往被再生为基层，这造成了沥青和矿料的二次浪费。

现有的改性剂只有单一的性能，例如只能温拌，只能再生，只能改性。不能三效合一。

因此，目前迫切需要一种适用于废旧普通沥青混合料，能提高其旧料掺量，降低其拌合温度，提高其路用性能的多效合一的温拌再生改性剂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种沥青温拌改性再生剂及其制备方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种沥青温拌改性再生剂，包括重量份如下的各组分：石油树脂4.0～6.0份，高沸点芳香族溶剂油50～80份，温拌剂3～15份，SEBS颗粒3～6份，相容剂0.1～1.5份，稳定剂0.5～2.5份，再生剂剂3～15份。

在上述方案中优选的是，石油树脂最佳添加量为4.5～5.5份。

在上述任一方案中优选的是，高沸点芳香族溶剂最佳添加量为60～70份。

在上述任一方案中优选的是，相容剂最佳添加量为0.5～1.0份。

在上述任一方案中优选的是，SBS颗粒，最佳添加量为4～5份。

在上述任一方案中优选的是，稳定剂最佳添加量为1～2份。

在上述任一方案中优选的是，温拌剂最佳添加量为5～10份。

在上述任一方案中优选的是，再生剂最佳添加量为5～10份

在上述任一方案中优选的是，所述石油树脂为C4石油树脂或C5石油树脂。

在上述任一方案中优选的是，所述高沸点芳香族溶剂为S-150溶剂油或S-200溶剂油。

在上述任一方案中优选的是，所述温拌剂为高浓缩表面活性剂。

在上述任一方案中优选的是，所述SEBS类型为线形SEBS。

在上述任一方案中优选的是，所述相容剂为橡胶油。

在上述任一方案中优选的是，所述稳定剂为SBS调和型稳定剂(含硫商品稳定剂)。

本发明还提供所述的沥青温拌改性再生剂的制备方法，包括以下各步骤：

步骤一、加入所述石油树脂、所述高沸点芳香族溶剂油、所述相容剂，低速剪切20～40min，温度保持在120～180℃，剪切速率为2000～4000r/min；

步骤二、加入所述SEBS颗粒放在沥青中，低速剪切5～15min，温度保持在150～180℃，剪切速率为2000-4000r/min；

步骤三、打开高速剪切机，高速剪切50～70min，温度保持在160～180℃，剪切速率为2000-4000r/min；

步骤四、加入所述稳定剂，高速剪切5～15min后，改用低速剪切5～15min，温度保持在160～180℃，剪切速率为2000-4000r/min；

步骤五、将步骤四制备好的沥青放在130℃～180℃烘箱中进行发育0.5-2h；

步骤六、将所述温拌剂和再生剂加入，低速剪切20～40min，温度保持在140～150℃，剪切速率为2000-4000r/min。

在上述方案中优选的是，步骤一中，低速剪切时间为30min。

在上述任一方案中优选的是，步骤一中，剪切温度为140～150℃

在上述任一方案中优选的是，步骤二中，SEBS低速剪切时间为10min

在上述任一方案中优选的是，步骤二中，SEBS搅拌温度为160～170℃

在上述任一方案中优选的是，步骤三中，高速剪切时间为60min

在上述任一方案中优选的是，步骤三中，高速剪切温度为170℃

在上述任一方案中优选的是，步骤四中，高速剪切时间为10min

在上述任一方案中优选的是，步骤四中，低速剪切时间为10min

在上述任一方案中优选的是，步骤四中，温度为170℃。

在上述任一方案中优选的是，步骤五中，发育温度为170℃。

在上述任一方案中优选的是，步骤五中，发育时间为1h。

在上述任一方案中优选的是，步骤六中，温拌剂低速剪切时间为30min

在上述任一方案中优选的是，步骤六中，温拌剂低速剪切温度为140～150℃。

所述的制沥青温拌改性再生剂用于制备再生混合料。

在上述方案中优选的是，所述沥青温拌改性再生剂用量为旧料中旧沥青含量的8～12％。

在上述任一方案中优选的是，所述沥青温拌改性再生剂用量为旧料中旧沥青含量的所述沥青温拌改性再生剂用量为旧料中旧沥青含量的10％。

在上述任一方案中优选的是，旧料掺量不超过50％，旧料中沥青含量为3％-5％。

本发明得到的复合温拌改性再生剂，可以使再生混合料旧料掺量提高到45％，且其路用性能可以达到SBS改性沥青混合料水平，且降低拌和温度30℃，具有良好的社会经济效益。本发明的再生剂是可以使混合料进行温拌，而且性能提升，提升后的沥青混合料可以达到热拌改性沥青混合料的技术标准。本发明的再生剂能够使混合料采取温拌的形式，这样可以节能减排，同时还可以改性混合料的性能，使沥青混合料的性能达到改性沥青混合料的性能要求。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。

实施例1：

一种沥青温拌改性再生剂，按石油树脂4.5份，高沸点芳香族溶剂油60份，温拌剂5份，SEBS颗粒4份，相容剂0.5份，稳定剂1份，再生剂5份。的比例称量各组分。

本发明中再生剂优选采用专利CN201410425328一种复合温拌再生剂及其制备方法制备的再生剂。主要成分为是由工业生产过程中附属的轻质油分的混合物，补充芳香分和饱和分又添加了胶质组分与渗透组分。其主要性能指标如表1所示。

表1再生剂的技术指标

本发明优选选择了市售的法国某化工企业生产的高浓缩表面活性剂，代号为FC，其性能指标如表2所示。

表2温拌剂物理性能指标

本发明优选选择的稳定剂为常见的SBS稳定剂，其物质指标如表3所示。

表3稳定剂物理性能指标

首先将按上述比例称取的石油树脂、高沸点芳香族溶剂油、相容剂加入反应釜中，并保持上述的温度继续低速剪切半小时；然后将反应釜中的混合物加温至170℃后再将按上述比例称取的SEBS加入反应釜中，低速剪切10分钟，然后高速剪切1个小时，加入上述比例称取的稳定剂，保持上述温度，高速剪切10分钟，然后低速剪切10分钟。移到170℃恒温罐中，发育1小时后，加入上述比例的温拌剂和再生剂，低速剪切半个小时，温度保持在140℃。

用实施例1的沥青温拌改性再生剂对某城市快速路上面层刨料进行了再生试验。首先，利用沥青抽提仪回收废旧沥青，把废旧沥青加热到140℃后，加入沥青温拌改性再生剂，再生剂用量为废旧沥青的10％，对该再生沥青的性能指标进行测试其试验结果如表3所示。

表3再生沥青技术指标检测结果

上述结果表明，掺加沥青温拌改性再生剂再生沥青针入度、延度、软化点、黏度均能达到SBS I-C性能要求。尤其是延度和针入度，有大幅度提升。沥青软化点和黏度恢复不多是因为，SEBS改性沥青，对沥青高温性能有有利影响；温拌剂的作用机理是使沥青和混合料更容易拌合，并不改变沥青自身黏度。

用做再生混合料时，沥青温拌改性再生剂推荐产量为旧料中旧沥青含量的8～12％，当旧沥青老化严重，可适当提高比例。旧料掺量不超过50％。

用上述废旧沥青混合料(旧料的掺量为45％)，加入新SBS沥青、新矿料和沥青温拌改性再生剂，进行了再生，再生后沥青混合料性能指标如表4所示。

表4再生混合料与AC13热拌SBS沥青混合料性能对比

上述结果表明，掺加沥青温拌改性再生剂后，再生沥青混合料性能均能达到SBS热拌沥青混合料性能要求。说明这种复合再生剂，具有较强的社会经济效益。

实施例2：

一种沥青温拌改性再生剂，按石油树脂4.5份，高沸点芳香族溶剂油60份，温拌剂10份，SEBS颗粒4份，相容剂0.5份，稳定剂1份,再生剂10份的比例称量各组分。

首先将按上述比例称取的石油树脂、高沸点芳香族溶剂油、相容剂加入反应釜中，并保持上述的温度继续低速剪切半小时；然后将反应釜中的混合物加温至170℃后再将按上述比例称取的SEBS加入反应釜中，低速剪切10分钟，然后高速剪切1个小时，加入上述比例称取的稳定剂，保持上述温度，高速剪切10分钟，然后低速剪切10分钟。移到170℃恒温罐中，发育1小时后，加入上述比例的温拌剂和再生剂，低速剪切半个小时，温度保持在140℃。

实施例3：

一种沥青温拌改性再生剂，按石油树脂5.5份，高沸点芳香族溶剂油70份，温拌剂5份，SEBS颗粒5份，相容剂1.0份，稳定剂2份，温拌剂5份，再生剂15份的比例称量各组分。

首先将按上述比例称取的石油树脂、高沸点芳香族溶剂油、相容剂加入反应釜中，并保持上述的温度继续低速剪切半小时；然后将反应釜中的混合物加温至170℃后再将按上述比例称取的SEBS加入反应釜中，低速剪切10分钟，然后高速剪切1个小时，加入上述比例称取的稳定剂，保持上述温度，高速剪切10分钟，然后低速剪切10分钟。移到170℃恒温罐中，发育1小时后，加入上述比例的温拌剂和再生剂，低速剪切半个小时，温度保持在150℃。

Claims (10)

1.一种沥青温拌改性再生剂，包括重量份如下的各组分：石油树脂4.0~6.0份，高沸点芳香族溶剂油 50~80份，温拌剂3~15份，SEBS颗粒3~6份，相容剂 0.1~1.5份，稳定剂0.5~2.5份, 再生剂3~15份。

2.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，石油树脂最佳添加量为4. 5~5.5份。

3.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，高沸点芳香族溶剂最佳添加量为 60~70份。

4.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，相容剂最佳添加量为 0. 5~1. 0份。

5.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于， SBS颗粒，最佳添加量为4~5份。

6.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，稳定剂最佳添加量为 1~2份。

7.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，温拌剂最佳添加量为 5~10份。

8.如权利要求1所述的沥青温拌改性再生剂，其特征在于，再生剂最佳添加量为 5~10份。

9.权利要求1至8中任一项所述的沥青温拌改性再生剂的制备方法，包括以下各步骤：

步骤一、加入所述石油树脂、所述高沸点芳香族溶剂油、所述相容剂，低速剪切20~40min，温度保持在120~180℃,剪切速率为2000-4000r/min；

步骤二、加入所述SEBS颗粒放在沥青中，低速剪切5~15min，温度保持在150~180℃，剪切速率为2000-4000r/min；

步骤三、打开高速剪切机，高速剪切50~70min，温度保持在160~180℃，剪切速率为2000~4000r/min；

步骤四、加入所述稳定剂，高速剪切5~15min后，改用低速剪切5~15min，温度保持在160~180℃，剪切速率为2000~4000r/min；

步骤五、将步骤四制备好的沥青放在130℃~180℃烘箱中进行发育0.5-2h；

步骤六、将所述温拌剂和再生剂加入，低速剪切20~40min，温度保持在140~150℃，剪切速率为2000-4000r/min。

10.如权利要求1至8所述的制沥青温拌改性再生剂用于制备再生混合料。